公交车电动机械自动变速箱选换挡机构控制策略研究

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1、天津大学硕士学位论文公交车电动机械自动变速箱选换挡机构控制策略研究ControlAlgorithmofShiftingMechanismforElectronicAutomaticMechanicalTransmissionofBus学科专业：动力工程研究生：张瑞昌指导教师：谢辉教授范志先高级工程师天津大学机械工程学院2017年5月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包

2、含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年

3、月日签字日期：年月日万方数据中文摘要电控机械式自动变速器（AMT，AutomatedMechanicalTransmission）是手动机械式变速器的自动化升级产品，电控单元(TCU,transmissioncontrolunit)是其重要的组成部分。换挡策略是AMT技术的核心，快速准确的执行选换挡是实现换挡策略的关键。在实际车辆行驶过程中，存在起步、爬坡、加速、刹车等驾驶工况和复杂多变的道路环境。非稳态的工况和多变未知的道路环境将导致大幅度、高频的车辆横向及纵向加速度变化，给变速箱尤其是选换挡执行机构带来

4、不可预测的扰动，从而造成换挡不顺、打齿及卡壳等问题。针对车辆行驶过程中因扰动而导致的换挡不顺、打齿及卡壳的问题，本文设计了选换挡控制算法，并在所开发的AMT电控单元硬件上进行了验证。主要工作包括：首先，分析了执行电机、减速机构等工作原理，对AMT选换挡机构工作过程进行动力学分析，并建立选换挡机构动力学方程；然后在Matlab/Simulink中搭建了选换挡机构模型。其次，针对目前基于PID控制的选换挡执行性能的不足，设计了选换挡自抗扰控制算法，在Matlab/Simulink中搭建了算法模型，进行了仿真实验

5、，验证了算法的可行性。设计了控制器硬件框架，并将自抗扰控制算法集成在电控单元的程序中，在dSPACE上进行了选换挡HIL测试。结果验证了本文研究开发的电控单元的可靠性以及控制算法的可行性，达到了预期的效果。关键词：机械式自动变速器，电控单元，自抗扰控制，选换挡控制，硬件在环I万方数据ABSTRACTAutomatedMechanicalTransmission(AMT)isupdatedfrommanualmechanicaltransmission,whilethetransmissioncontrolu

6、nit(TCU)isanimportantpartofit.ShiftstrategyisthefocusoftheAMTtechnology,whilefastandaccurateimplementationoftheshiftprocessisthekeytotheshiftstrategy.Intheactualvehicledrivingprocess,therearestarting,climbing,accelerating,brakingandotherdrivingconditionsun

7、dercomplexandfickleroadenvironments.Thesenon-steadydrivingconditionsandchangeableunknownroadenvironmentsleadtohighfrequencyandlargerangelateralaccelerationandlongitudinalaccelerationchangesofthevehicle,whichcauseunpredictabledisturbancesofthevehiclegearbox

8、,especiallytheselectingandshiftingactuators.Thesedisturbanceswillcausetheshiftimplementationtoteethandstuckproblems.Inthispaper,inordertosolvetheproblemscausedbythelateralaccelerationandlongitudinalaccelerati